近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所土壤植物互作團(tuán)隊(duì)研發(fā)了可檢測(cè)植物鉛離子（Pb2+）的新型納米材料傳感器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)植物提取物中鉛離子的準(zhǔn)確定量和快速篩查，在追蹤鉛離子污染區(qū)域方面有巨大的應(yīng)用潛力。相關(guān)成果發(fā)表在《清潔生產(chǎn)雜志（Journal of Cleaner Production）》上。

 

　　據(jù)吳慶鈺研究員介紹，鉛離子作為一種高毒性的重金屬離子，被排放到環(huán)境中可造成土壤污染，被植物吸收后，通過食物鏈進(jìn)入人體，嚴(yán)重威脅人體健康。然而，檢測(cè)植物中鉛離子的傳統(tǒng)方法往往需要昂貴的設(shè)備或繁瑣的提取步驟。因此，研發(fā)特異性高、靈敏便捷、樣品制備簡(jiǎn)單的鉛離子檢測(cè)方法尤為迫切。但由于植物提取物中成分復(fù)雜，會(huì)嚴(yán)重干擾鉛離子檢測(cè)，成為了阻礙快速篩查植物鉛離子的瓶頸。

 

　　該團(tuán)隊(duì)利用脫氧核糖核酸（DNA）納米材料，通過沃森-克里克堿基互補(bǔ)配對(duì)，精確有序地構(gòu)建了基于脫氧核糖核酸酶（DNAzyme）和DNA四面體的鉛離子生物傳感器。該研究創(chuàng)新性地將一個(gè)DNA四面體與四個(gè)DNAzyme融合，在提升分子探針數(shù)量的同時(shí)，減少了相鄰DNAzyme之間的干擾，有效提高了鉛離子的識(shí)別效率，并提升了傳感器的生物穩(wěn)定性，減少了植物內(nèi)源DNA酶和RNA酶對(duì)傳感器的酶解。該傳感器實(shí)現(xiàn)了DNAzyme在植物領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)新，具有在植物體內(nèi)原位檢測(cè)鉛離子的潛力，為快速跟蹤鉛離子污染植物，識(shí)別鉛離子污染土壤提供了新思路。

 

　　該研究得到科技部重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程等項(xiàng)目資助。（通訊員 金云翔）

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.132544